Tải bản đầy đủ
THIẾT BỊ TÁCH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH PHA LỎNG KHÍ

THIẾT BỊ TÁCH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH PHA LỎNG KHÍ

Tải bản đầy đủ

8

Hỡnh 2.1- Tỏch tip xỳc

Hỡnh 2.2 -Tỏch vi sai
Chỳ thớch:
P- ỏp sut ban u ca mu
Ps- ỏp sut bt ng vi nhit thớ nghim
S khỏc nhau c bn gia hai kiu tỏch ( hỡnh 2.1 v hỡnh 2.2 ) cho thy rng
trong thớ nghim tip xỳc, khi gim ỏp t u n giỏ tr cui cựng thỡ khớ khụng
c tỏch m luụn tip xỳc cõn bng vi du nờn thnh phn Hydrocacbon khụng
thay i. Ngc li thớ nghim vi sai sau mi nc gim ỏp, khớ c gii phúng
nờn thnh phn Hydrocacbon trong bỡnh thay i v liờn tc giu thờm cỏc thnh
phn nng, cũn trng lng trung bỡnh phõn t khớ tng lờn. Nu iu kin thớ nghim
u l ng nhit, u gim ỏp tng nc. Vi tng nh nhau thỡ th tớch cht lng thu
c nc ỏp sut cui cựng s khỏc nhau tựy theo tớnh cht ca du. Vi du cú khớ
hũa tan ch yu l Metan v Etan thỡ th tớch du cui cựng trong hai thớ nghim thc t
l nh nhau. Ngc li, nu du cú hm lng cỏc cu t trung gian nh Propan,
Pentan cao thỡ th tớch du cui cựng s khỏc nhau. Núi chung, tỏch vi sai cho nhiu
du hn l tỏch tip xỳc. Nguyờn nhõn cú th l khi tỏch mt bc, du tip xỳc vi mt

9

th tớch khớ ln, cỏc cu t trung gian d thoỏt v nhp vo khi khớ ny. Cũn khi tỏch
vi sai, th tớch khớ luụn bộ hn nờn cỏc thnh phn ny khú xõm nhp vo ú. Túm li,
s sai lch v th tớch gia hai phng phỏp l cú, song khụng phi bao gi cng xy ra
v ta cú th o bng thớ nghim.
Trong iu kin m, s tỏch khớ cng xy ra khi P < Ps; u tiờn khớ c gii
phúng, phõn b u trong m v bt ng cho ti khi t ti mt t l tiờu chun
no ú c 12%. Khi vt t l ny, khớ bt u chuyn ng nhanh hn du. Mt
khi khớ c gii phúng, khớ khụng cũn tip xỳc cõn bng vi du nờn quỏ trỡnh
c mụ t bi thớ nghim vi sai l phự hp nht.
S thay i th tớch du khai thỏc xy ra qua cỏc khõu t m ti b cha khú mụ
t hn, song v tng th, ngi ta xem nh l tỏch tip xỳc khụng ng nhit. S
gión n trong quỏ trỡnh khai thỏc trc ht cn xem xột iu gỡ xy ra khi du di
chuyn t m ti thit b tỏch trờn mt t. Vic gii phúng khớ trong bt k bỡnh
tỏch no cng c xem l tỏch tip xỳc ( Foratine ), khớ tn ti cõn bng vi du.
Khi s dng k thut tỏch tng bc, du ri bỡnh tỏch th nht li c tip tc tỏch
bỡnh tỏch th hai li c tỏch tip xỳc bỡnh tỏch th baS cỏch ly vt lý gia
cỏc bc tỏch tng ng vi tỏch vi sai. Núi khỏc i l k thut tỏch nhiu bc chớnh
l ch tỏch vi sai ch khụng ng nhit. Trong thc t, tỏch nhiu bc c
dựng ph bin vỡ tỏch vi sai núi chung cho th tớch du nhiu hn tỏch tip xỳc.
2.3. Cỏc phng phỏp tỏch du khớ
2.3.1. cỏc phng phỏp tỏch du ra khi khớ.
Cỏc phng phỏp dựng tỏch du ra khi khớ trong bỡnh tỏch bao gm: Trng
lc, va p, thay i hng v tc chuyn ng dũng hn hp, dựng lc ly tõm,
c ch keo t v thm.
2.3.1.1. Tỏch trng lc
Nguyờn lý tỏch da vo s chờnh lch v t trng. Khớ nh hn du, iu kin
chun cỏc git du nng hn khớ t nhiờn t 400 n 1600 ln. Khi ỏp sut v nhit
tng thỡ s chờnh lch ú s gim nhanh. Nu kớch thc cỏc git ln thỡ
chỳng s d dng lng ng v tỏch ra. Tuy nhiờn iu ú ớt xy ra vỡ kớch thc cỏc
ht lng thng bộ lm cho chỳng cú xu hng ni trong khớ v khụng th tỏch ra
khi dũng khớ trong thi gian ngn, c bit nu tc dũng khớ cao. Khi ta gii
hn tc dũng khớ thỡ ta cú th thu c kt qu tỏch tha món nh c ch phõn ly
trng lc.

10

Cỏc ht cht lng cú kớch thc t 100 àm tr lờn c tỏch c bn trong cỏc
thit b tỏch trung bỡnh, cũn cỏc ht cú kớch thc nh hn cn nh n b chit
sng.
2.3.1.2. Tỏch va p
Dũng khớ cú cha hn hp lng p vo mt tm chn, cht lng s dớnh lờn b
mt tm chn v chp li vi nhau thnh cỏc git ln v lng xung nh trng lc.
Khi hm lng cht lng cao hoc kớch thc cỏc ht bộ, tng hiu qu tỏch
ngi ta cn to ra nhiu va p nh s b trớ cỏc mt chn k tip nhau.
2.3.1.3. Thay i hng v chiu chuyn ng
C ch ny da trờn nguyờn tc lc quỏn tớnh ca cht lng ln hn cht khớ.
Khi dũng khớ cú mang theo cht lng gp cỏc chng ngi vt s thay i hng
chuyn ng mt cỏch t ngt. Do cú quỏn tớnh ln, cht lng vn tip tc i theo
hng c, va vo b mt vt cn v dớnh vo ú, chp li v dớnh vo vi nhau to
thnh nhng git ln v lng xung di nh trng lc. Cũn cht khớ do cú quỏn
tớnh bộ hn, chp nhn s thay i hng mt cỏch d dng v b li cỏc ht cht
lng bay theo hng mi.
Vai trũ ca quỏn tớnh cng c vn dng tỏch lng - khớ bng phng phỏp
thay i tc dũng khớ t ngt. Khi gim tc dũng khớ t ngt, do quỏn tớnh cht
lng ln s vt lờn trc v tỏch ra khi cht khớ. Ngc li khi tng tc mt cỏch t
ngt thỡ cht khớ s vt lờn trc nh quỏn tớnh bộ hn.
2.3.1.4. S dng lc ly tõm
Khi dũng hi cha lng buc phi chuyn ng theo qu o vũng vi tc
ln, lc ly tõm s y cht lng ra xa hn, bỏm vo thnh bỡnh, chp dớnh vi nhau
thnh cỏc git ln v lng xung di nh trng lc. Cũn cht khớ do cú lc ly tõm
bộ nờn s phn gia bỡnh v thoỏt ra ngoi theo ng thoỏt khớ. õy l mt trong
cỏc phng phỏp hiu qu nht tỏch lng ra khi khớ. Hiu qu s tng cựng vi
s tng tc dũng khớ, nờn ta cú th gim c kớch thc ca thit b.
2.3.1.5. ụng t
Cỏc m ụng t l mt phng phỏp cú hiu qu tỏch lng ra khi khớ t
nhiờn. Mt trong cỏc ng dng ph bin nht l tỏch du trong h thng vn chuyn
v phõn phi khớ. Vỡ lỳc ú t l lng trong khớ núi chung l thp. tỏch lng
trong m ụng t s dng tp hp cỏc c ch: va p, thay i hng, thay i tc
dũng v keo t. Hiu qu ph thuc vo din tớch cú th tp hp v chp dớnh
cỏc ht cht lng.

11

Khi dựng m cho cỏc thit b tỏch, ngi ta thng lu ý hai iu: cỏc m nu
c ch to t vt liu giũn rt d hng khi vn chuyn v lp t, cỏc m kiu
li thộp an cú th b tc bớt do lng ng Parafin v cỏc vt liu khỏc.
2.3.1.6. Phng phỏp thm
Trong mt s trng hp, vt liu xp cú tỏc dng loi b hoc tỏch du ra khi
dũng khớ. Khớ qua vt liu xp s chu va p, thay i hng v tc chuyn
ng. Khi ú khớ d dng i qua, cũn cỏc ht cht lng c gi li.
2.3.2. Cỏc phng phỏp tỏch khớ ra khi du
Cỏc phng phỏp tỏch khớ ra khi du bao gm: c hc, nhit v húa hc.
2.3.2.1. Cỏc gii phỏp c hc
Ph bin l dao ng, va p, lng v lc ly tõm.
- Cỏc rung ng iu hũa cú kim soỏt tỏc ng lờn du s lm gim sc cng b
mt v nht ca du giỳp cho vic tỏch khớ c din ra d dng hn, cỏc bt khớ
s kt dớnh li vi nhau v thoỏt ra khi du.
- Trờn ng u vo bỡnh tỏch, thng lp chi tit tỏch khớ c bn, cú tỏc dng
a dũng cht lng vo bỡnh vi ri ti thiu, phõn tỏn du cho khớ d dng thoỏt
ra. Cỏc chi tit ny cũn loi tr cỏc va p cao tc ca cht lng vi thnh bỡnh. Cỏc
tm chn cũn c b trớ trờn ng lng ca du, s tri chỳng thnh nhng lp
mng trờn ng chy xung phn lng. Cỏc git du s ln v dn tri lm tng
hiu qu tỏch bt khớ v thng c dựng tỏch du bt.
- Cỏc tm chn cú c l v m chn thng dựng tỏch khớ khụng hũa tan,
nu kt hp vi rung ng nh s tng thờm hiu qu tỏch bt.
- Nu lng mt thi gian ln, khớ t do s c tỏch ra khi du, vic kộo
di thi gian lu tr s kộo theo s gia tng ng kớnh hoc chiu sõu lp cht
lng trong bỡnh tỏch. Tuy nhiờn vic tng chiu sõu lp cht lng s ớt em li hiu
qu, vỡ du s ngn cn s thoỏt ca khớ t do. Kt qu ti u ch thu c khi lp
du lng l mng, tc l cn cú t l b mt tip xỳc v th tớch du cao.
- Di tỏc dng ca lc ly tõm, du nng hn nờn c gi li thnh bỡnh cũn
khớ chim v trớ phớa trong ca dũng xoỏy lc.
2.3.2.2. Cỏc gii phỏp nhit
Nhit úng vai trũ lm gim sc cng b mt trờn cỏc bt khớ v gim nht
ca du, gim kh nng lu tr khớ bng thy lc. Phng phỏp hiu qu nht
lm núng du thụ l cho chỳng i qua nc núng. õy l phng phỏp hiu qu
nht vi cỏc loi du bt, tuy vy khụng dựng cho cỏc bỡnh tỏch m ch ỏp dng cho

12

cỏc b cha cụng ngh. Nhit c cung cp trc tip bi ni hi v qua cỏc b
phn trao i nhit.
2.3.2.3. Cỏc gii phỏp húa hc
Tỏc dng chớnh ca húa cht l gim sc cng b mt, lm gim xu hng to
bt ca du v do ú tng kh nng tỏch khớ.
2.4. Thit b tỏch pha
Thit b tỏch l mt thut ng dựng ch mt bỡnh ỏp sut s dng tỏch cht
lu thnh cỏc pha khớ v lng.
Cỏc thit b truyn thng thng gi l bỡnh tỏch hoc by, lp t ti v trớ sn
xut hoc cỏc gin ngay gn ming ging, cm phõn dũng, trm cha tỏch cht
lng ging thnh khớ v lng.
Cỏc thit b ch dựng tỏch nc hoc cht lng (du + nc) ra khi khớ,
thng cú tờn gi l bỡnh nc ao hoc by. Nu thit b tỏch nc lp t gn ming
ging thỡ khớ v du lng thoỏt ra ng thi cũn nc t do thoỏt ra phn ỏy
bỡnh. Cũn cỏc bỡnh tỏch lng cho phộp tỏch tt c cht lng ra khi khớ thỡ du v
nc thoỏt ra ỏy bỡnh, cũn khớ thoỏt ra phn nh bỡnh.
Thit b tỏch truyn thng lm vic ỏp sut thp gi l bung Flat. Cht lu
vo t cỏc bỡnh tỏch cao ỏp, cũn cht lu i ra c truyn ti cỏc b cha, cho nờn
thng úng vai trũ bỡnh tỏch cp hai hoc cp ba, cú vai trũ tỏch khớ nhanh.
Cỏc bỡnh tỏch bc mt lm vic cỏc trm tỏch nhit thp hoc tỏch lnh,
thng gi l bỡnh gión n, c trang b thờm ngun nhit nung chy hydrat.
Cng cú th bm cht lng phũng nga hydrat hoỏ vo cht lng ging trc khi
gión n.
Cỏc bỡnh lc khớ cng tng t nh bỡnh tỏch dựng cho cỏc ging cú cht lu
cha ớt cht lng hn so vi cht lu ca ging khớ v ging du, thng dựng trờn
cỏc tuyn ng phõn phi, thu gom, c ch to theo kiu lc thụ v lc t. Loi
lc thụ cú trang b b chit sng, ph bin l kiu keo t v cỏc chi tit phớa trong
tng t nh bỡnh tỏch du khớ. Loi lc t dũng hi i qua mt m lng, cú th
l du ra sch bi bn v tp cht, sau ú qua b chit sng tỏch lng. Bỡnh
lc thng lp dũng i lờn t thit b x lý khớ bt k hoc thit b bo v dũng ra.
Bỡnh thm khớ ỏm ch bu lc kiu thụ, nht l dựng tỏch bi. Mụi trng
thm trong bỡnh cú tỏc dng loi b bi, cn, g v cỏc vt liu l ra khi dũng khớ
v ng thi cng thng dựng tỏch lng.

13

2.4.1. Chc nng ca thit b tỏch pha
Mi thit b tỏch pha phi thc hin 3 chc nng l: chc nng chớnh, chc nng
ph v chc nng c bit.
- Chc nng c bn bao gm tỏch du khi khớ, tỏch khớ khi du v tỏch nc
khi du.
- Chc nng ph ca bỡnh tỏch bao gm duy trỡ ỏp sut ti u v mc cht lng
trong bỡnh tỏch.
- Cỏc chc nng c bit ca thit b tỏch bao gm tỏch du bt, ngn nga lng
ng parafin, ngn nga s han g v tỏch cỏc tp cht.
2.4.2 .Phõn loi thit b tỏch pha
Bỡnh tỏch c phõn loi theo chc nng, ỏp sut lm vic, hỡnh dỏng, theo mc
ớch s dng, theo nguyờn tc tỏch c bn.
2.4.2.1. Phõn loi theo chc nng v ỏp sut lm vic
Theo chc nng:
- Bỡnh tỏch du v khớ.
+ Bỡnh tỏch 3 pha: du, khớ v nc.
+ Bỡnh tỏch dng by.
+ Bỡnh tỏch tng giai on.
+ Bỡnh tỏch nc kiu khụ hay t.
+ Bỡnh lc khớ.
+ Bỡnh tỏch v lc.
Theo ỏp sut lm vic: Trong thc t, ta gp cỏc bỡnh tỏch cú ỏp sut lm vic
vi cỏc ỏp sut t giỏ tr chõn khụng khỏ cao cho ti 300 at v ph bin l trong gii
hn 1,5 ti 100at. Loi thp ỏp t 0,7 n 15at, trung ỏp 16 n 45at, cao ỏp t 45
n 100at.
2.4.2.2. Phõn loi bỡnh tỏch theo phm vi ng dng
Ch to theo mc ớch riờng nh th ging, khai thỏc, o
Bỡnh tỏch th ging dựng ni vi ging cn phi th hoc cn phi kim tra,
tỏch v o cht lng, do ú cú trang b cỏc loi ng h o tim nng du, khớ,
nc; th nh l cỏc ging khai thỏc hoc cỏc ging biờn m. Thit b cú hai kiu
tnh ti v di ng, cú th 2, 3 pha, tr ng hay tr ngang, tr hỡnh cu.
Bỡnh tỏch o cú nhim v tỏch du, khớ, nc v o cỏc cht lu cú th thc hin
trong cựng mt bỡnh, cỏc kiu thit k m bo o cỏc loi du khỏc nhau, cú th
loi 2 hoc 3 pha. loi 2 pha, sau khi tỏch cht lng c o phn thp nht ca

14

bỡnh. Trong thit b tỏch 3 pha, ta cú th ch o du hoc c du ln nc. Vic o
lng thc hin theo gii phỏp: tớch ly, cỏch ly v x vo bung o.
Bỡnh tỏch khai thỏc dựng tỏch cht lng ging khai thỏc t mt ging hoc mt
cm ging.
Bỡnh tỏch nhit thp l mt kiu c bit, cht lng ging cú ỏp sut cao chy vo
bỡnh qua van gim ỏp sao cho nhit bỡnh tỏch gim ỏng k thp hn nhit ca cht
lng ging. s gim nhit thc hin theo hiu ng Joule-Thomson khi gión n cht lng
qua van gim ỏp-nh ú xy ra ngng t. Cht lng thu hi lỳc ú cn c ngng t n
nh ngn bay hi thỏi quỏ trong b cha.
Ngoi ra, ta cũn gp bỡnh tỏch du bt, bỡnh tỏch theo bc, bỡnh tỏch treo.
2.4.2.3. Phõn loi bỡnh tỏch theo nguyờn lý tỏch c bn
Tỏch c bn cũn gi l tỏch s cp. Cỏc nguyờn lý dựng trong giai on ny
thng l trng lc, va p lch dũng hoc m chn. Cũn ca ra ca khớ (khụng
nhiu) cú lp t b phn chit sng.
Loi va p hoc keo t bao gm tt c cỏc thit b c vo cú b trớ cỏc tm va
p hoc m chn thc hin tỏch s cp.
Nguyờn lý tỏch ly tõm cú th dựng cho s cp hoc dựng c cho th cp, lc ly
tõm c to ra theo nhiu cỏch:
- Dũng vo chy theo hng tip tuyn vi thnh bỡnh.
- Phớa trong bỡnh cú hỡnh xon, phn trờn v di (phn u hoc cui) c m
rng hoc m rng ton phn.
Lc ly tõm to ra cỏc dũng xoỏy vi tc cao tỏch cht lng. Tc cn
thit tỏch ly tõm thay i t 3 n 20m/s v giỏ tr ph bin t 6 n 8m/s. a s
thit b ly tõm cú dng hỡnh tr ng. Tuy nhiờn cỏc thit b hỡnh tr ngang cng
cú th lp cỏc thit b to ly tõm u vo tỏch s cp v u ra ca khớ tỏch
lng.

2.4.2.4. Phõn loi bỡnh tỏch theo hỡnh dng
a) Bỡnh tỏch hỡnh tr ng
- Bỡnh tỏch tr ng 2 pha: du - khớ.
- Bỡnh tỏch tr ng 3 pha: du - khớ - nc.
- Bỡnh tỏch 3 pha s dng lc ly tõm.

15

Bỡnh tỏch hỡnh tr ng cú ng kớnh t 10 inch n 10 ft, cao t 4 n 25 ft
thng dựng khi:
- T l khớ - lng cao.
- Cht lng ging cú nhiu cỏt, bựn v tp cht rn khỏc.
- Ni cú din tớch hn ch nh cỏc trm cha v cỏc gin khai thỏc ngoi bin
- Cho cỏc ging cú lu lng thay i trong phm vi rng, tc thi.
- dũng chy xuụi cú th xy ra ngng t hoc keo t.

Hỡnh 2.3- Bỡnh tỏch hỡnh tr ng 2 pha

16

6
11
7
9
10
8
1
4
3
2
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9

17

10
11
-cửa vào nguyên liệu
-van điều áp hồi lu khí
-đệm chiết
-bộ phận tách khí trên cửa vào
-đĩa kim loại làm lệch hớng dòng chảy
-thiết bị điều khiển mực chất lỏng
-van vận hành ngăn dầu
-phao không trọng lợng

-thiết bị điều khiển mực chất lỏng
-phao trọng lợng
-van vận hành ngăn nớc

water
oil
gas
dầu
nớc
khí

Hỡnh 2.4- Bỡnh tỏch hỡnh tr ng 3 pha

bộ chiết sơng

18

thiết bi tách cửa vào
đầu vào chất lỏng
đĩa làm lệch
thiết bị dấn hớng
đầu ra
khí ra

A
Mặt cắt A-A

A

Hỡnh 2.5- Bỡnh tỏch hỡnh tr ng 3 pha s dng lc ly tõm